Самобалансирующийся измеритель постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК G01R17/00 

(5) САМО.БАЛАНСИРУЮ1ЦИЙСЯ ИЗМЕРИТЕЛЬ .ПОСТОЯННОГО ТОКА

1

. Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения постоянных токов большой величины.

Известны измерители постоянного тока большой величины LU и С2.

Наиболее близок по технической сущности к изобретению самобалансирующийся измеритель постоянного тока, содержащий магнитный модулятор с удвоением частоты, ,включающий первичную обмотку и три вторичных, соединенных в звезду и имеющих одинаковое число витков, а также источник питания, демодулятор, усилитель, магнитный экран и индикатор, установленный между общей точкой звез.ды и общей шиной L21.

Недостатком известного устройства является низкое значение точности при сравнительно широком диапазоне измерения.

Цель изобретения - увеличение точности в широком диапазоне измерений.

Поставленная цель достигается . тем, что в самобалансирующийся измеритель введен трансформатор постоянного тока, первичная обмотка которого включена последовательно с первичной обмоткой магнитного модулятора, а вторичная - к вторичной обмотке магнитного модулятора, причем коэффициент трансформации трансформатора постоянного тока равен коэффициенту кратности токов магнитного модулятора.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство содержит магнитный модулятор 1 с удвоением частоты на двух кольцевых сердечниках, источник питания 2, демодулятор 3, усилитель k сигнала ошибки, магнитный экран 5, охватывающий магнитный модулятор t, обмотка 6 подавлеления пульсаций, обмотка 7 обратной связи,обмотка 8 смещения (обмотки 6,7 и 8 имеют одинаковое число витков), индикатор 9 первичная обмотка 10 моду лятора 1, по которой протекает контролируемый ток, трансформатор 11 постоянного тока (ТПТ) на двух кольцевых сердечниках, первичная обмотка 12 ТПТ, включенная последовательно с первичной обмоткой 10 магнитного модулятора в цепь контролируемого тока, зажимы 13 для подачи напряжения питания на ТПТ и зажимы 14 для включения устройства в разрыв цепи, ток которой должен быть измерен. Устройство работает следующим образом. Измеряемый ток пропускается через первичную отмотку 10 магнитного модулятора 1 и создает в его сердечниках намагничивающую силу (НС) I W . Обмотка 8 смещения включена во втори ную цепь ТПТ. Через первичную обмотк 12 ТПТ протекает измеряемый ток I, ток во вторичной его цепи, и, следовательно, в обмотке 3 смещения равен IT I/nrj. ± , где п, - коэффи циент трансформации ТПТ, S - относи тельная погрешность трансформатора. НС, создаваемая обмоткой 8 смещения в сердечниках магнитногр модулятора 1 , равна IT-WS и направлена навстречу НС первичной обмотки 10. Действие ;контура обратной связи, содержащего магнитный модулятор 1, демодулятор 3, усилитель сигнала ошибки 4 и обмотку 7 обратной связи, направлено на компенсацию НС в сердечниках магнитного модулятора 1, причем ввиду большого коэффициента усиления в кон туре обратной связи НС в сердечниках магнитного модулятора 1 стремится к нулю. Следовательно, .. IW,,o - brWg ±-IW7 -G (1) где If; - число витков обмотки обратной связи 7, IQC в этой ОбмОТКак уже отмечалось выше, W IV. тогда I ± 1ос) nj, n - коэффициент кратности токов компаратора, , In ток, протекающий через индикатор 9. Таким образом, самобалансирующийся -измеритель постоянного тока преоб разует с очень высокой точностыо изм ряемый ток I большой силы в ток, величиной In, причем эта величина при соответствующем выработке п, располо жена в диапазоне, удобном для непосредственного измерения. При наличии ТПТ величина НС действующей на сердечники модулятора равна дР Ш,о - IT,WJ, откуда с учетом значения 1.. и , получим . лР ±8Ш,й . Обмотка 10 при измерении больших токов выполняется в виде одного проходного витка, значение погрешности имеет порядок 10 , следовательно, значение бР мало (порядка нескольких единиц - десятков ампервитков). Это означает, что при любых значениях измеряемого тока (внутри рабочего диапазона устройства) величина рассогласования др лежит в пределах рабочей зоны модулятора (ширина рабочей зоны несколько десятков ампервитков). Поэтому введение ТПТ в схему компаратора обеспечивает автоматический ввод модулятора в рабочую зону и автоматическое слежение за измеряемым током во всем рабочем диапазоне его измерения. Для предлагаемого устройства 3 имеет, как уже отмечалось, порядок 10 для известного S . Таким образом, при прочих равных условиях введение ТПТ в самобалансирующий измеритель обеспечивает повышение точности измерения. Устройство разработано для автоматизированной системы контроля, токов питания корректирующих обмоток изохронного циклотрона. Макет устройства для диапазона токов 1-1000 А изготовлен и испытан. Погрешность преобразования тока меньше 0,OOU. Формула изобретения Самобалансирующийся измеритель постоянного тока, содержащий магнитный модулятор с удвоением частоты, включающий первичную обмотку и три вторичных, соединенных в звезду и имеющих однаковое число витков, а также источник питания, демодулятор, усилитель, магнитный экран и индикатор, установленный между общей точкой звезды и общей шиной, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности в широком диапазоне измерений, введен трансформатор постоянного тока, первичная обмотка которого включена последовательно с

первичной обмоткой магнитного модулятора, а вторичная к вторичной обмотке магнитного модулятора, причем коэффициент трансформации трансформатора постоянного тока равен коэффициенту кратности токов магнитного модулятора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.М. D. Мае , IEEE Transactions on Magnetics, MAG-1, p.306402, 1965.